第3节能量转化的量度
第2课时
1、比较做功的快慢有三种方法:
(1) 若做功相同,比较做功的时间,所用时间__________,做功越快,所用时间__________,做功越慢。
(2)若做功时间相同,比较做功的多少,做功__________,做功越快;做功__________,做功越慢。
(3)若做功的多少和所用时间都不相同的情况下,通过计算做功的多少与____________________的比值进行比较。
2.我们把物体在__________所完成的功,叫作功率。功率的计算公式是_______________。
3.在国际单位制中,功率的单位是_____。另外,功率还常用__________和__________做单位。
知识点1记住功率的概念和单位,能用功率来表示物体做功的快慢。
4、(2018?绥化)下列有关功和功率的说法中正确的是( )
A.某同学背着书包在水平路面上行走时,他对书包做了功
B.举重运动员举着杠铃静止不动时,运动员对杠铃做了功
C.物体所做的功越多,功率越大
D.物体做功越快,功率越大
5、(2019春?诸城市期末)如图所示,大人质量比小孩大,大人与小孩爬相同的楼梯所用时间相同,则( )
A.大人比小孩做功多,小孩功率大
B.两人做功相同,小孩功率大
C.大人比小孩做功多,大人功率大
D.两人做功相同,功率相同
知识点2记住功率的公式,并能用其进行相关的功、功率和做功时间的计算。
6、学习了功率的知识后,小科和几位同学准备做“比一比谁的功率大”的活动。以下是他们设计的三套方案,其中可行的是( )
①控制爬楼的时间相同,测量出各自的体重、爬上楼的高度,算出功率进行比较。
②控制爬楼的高度相同,测量出各自的体重、爬楼用的时间,算出功率进行比较。
③测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,算出功率进行比较。
A.只有① B.只有①② C.只有②③ D.①②③
7、学校运动会上举行“双摇跳绳”比赛,“双摇跳绳”是指每次在双脚跳起后,绳连续绕身体两周的跳绳方法,比赛中,初三某同学1min内摇轻绳240圈,则他在整个跳绳过程中的功率最接近于( )
A.120W B.400W
C.600W D.1000W
8、(2018秋?吴江区期中)妈妈与小明进行爬山比赛,他们选择的起点、路径和终点都相同,全程设为匀速运动,妈妈的体重是小明的2倍,妈妈所用的时间是小明的3倍,若妈妈克服自身重力做功为W1、功率为P1,小明克服自身重力做功为W2、功率为P2,则下列关系正确的是( )
A.W1:W2=2:1;P1:P2=6:1 B.W1:W2=2:3;P1:P2=2:1
C.W1:W2=2:1;P1:P2=3:2 D.W1:W2=2:1;P1:P2=2:3
9、近几年环保低碳风劲吹。我市部分学校的许多教职工也开始不使用汽车而骑自行车上班。骑车上班还有利于身体健康。体重80千克的王老师每天骑车(车的质量约20千克)上班“减肥”。若他以5米/秒的速度匀速前行,受到的阻力约为人与车总重的0.04倍,则他消耗的功率约为 。
10、如图是我国自行研制的歼﹣10战斗机在国庆阅兵中的展示,起飞时的质量为1.5×104kg,发动机用1.2×105N的推力使飞机在10s内前进5000m,则飞机受到的重力为 N,这段时间内飞机的平均速度为 m/s,推力的功率为 W.g=10N/kg。
11、(2019?广州一模)在自由下落过程中物体运动速度会越来越快。一个物体由A点自由下落,相继经过B、C两点,已知AB=BC,如图所示,物体在AB段重力做功W1,做功功率P1;在BC段重力做功W2,做功功率P2,则下列关系正确的是( )
A.W1<W2 P1<P2 B.W1=W2 P1>P2
C.W1=W2 P1<P2 D.W1>W2 P1>P2
12、(2018?徐州)一辆汽车在平直公路上沿直线向前行驶,途中经过一段坑洼路面,如果汽车发动机的功率始终保持不变,则汽车行驶路程s随时间t的变化关系可能是( )
A. B.
C. D.
13、(2019春?蔡甸区期末)如甲图所示,小明用弹簧测力计水平拉木块,使它先后两次沿水平木板滑动相同的距离(设木板各处粗糙程度相同),乙图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象。下列说法正确的是( )
A.木块两次受到的拉力一样大 B.木块第二次比第一次运动的速度大
C.木块第一次受到的摩擦力大 D.木块第二次受到的摩擦力大
14、(2018?杭州)跳绳是大家喜爱的体育运动之一,小金的质量为50千克,每次跳起高度约为6厘米(人整体上升,如图所示),一分钟跳100次,下列说法正确的是( )
A.向上起跳过程中小金的动能持续增大
B.在整个跳绳过程中小金的机械能守恒
C.小金跳一次克服重力做功约 3 焦
D.小金在这一分钟内跳绳的功率约为 50 瓦
15、(2019春?安阳期末)如图为某型号中型履带式水陆两栖突击车,它采用了轻质铝合金装甲车体,进一步增强了水中浮渡能力,该两栖车装配有输出功率为1.1×106W的发动机,g取10N/kg。求:
(1)在海面训练过程中,发射多枚炮弹后,车体向上浮起了一些,车体底部受到水的压强将 ,在陆地上行驶,履带可以车体对地的压强 (均选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)两栖车的总质量约为20t,在深水中漂浮时,它受到的浮力是多少N?
(3)两栖车在陆地上以36km/h匀速行驶了72km过程中,发动机做了多少功。
1.(2018?锡山区校级三模)在中国科技馆的展厅里,摆着一个如图所示,叫做“最速降线”的展品:两个并排轨道的起点高度一样,终点高度也一样;一个是倾斜的直轨道,另一个是向下弯曲的弧形轨道。将甲、乙两个完全相同的小球同时分别从直轨道和弧形轨道的起点释放,弧形轨道上的乙球先到达终点。若不计一切摩擦阻力,则关于两小球从起点至终点的运动过程中,下列说法正确的是( )
A.乙球的重力势能先变小后变大
B.甲球所受重力对甲球做的功比乙球所受重力对乙球做的功少
C.乙球所受重力对乙球做功比甲球所受重力对甲球做功快
D.乙球的动能先增大后减小
2.(2019春?房山区期中)下列关于功率和机械效率说法中正确的是( )
A.做功多的物体,功率一定大 B.做功快的物体,功率一定大
C.有用功越大,机械的效率就越高 D.额外功越大,机械的效率就越低
3.(2019?张家界模拟)如图1所示两位同学将相同重物从一楼搬到三楼,所用时间不同。由图中提供信息,判断以下说法正确的是( )
A.a图中同学做功多,做功快
B.b图中同学做功多,做功快
C.做功相同,a图中同学做功时间少,做功快
D.做功相同,b图中同学做功时间多,做功快
4.(2019春?文登区期末)小明同学两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的s﹣t图象如图所示,下列判断错误的是( )
A.两次物体所受到的摩擦力f1=f2
B.两次物体所受的拉力F1>F2
C.0﹣t1时间内,两次拉力对物体所做的功W1>W2
D.0﹣t1时间内,两次拉力对物体做功的功率P1>P2
5.(2019春?兴化市校级期末)甲、乙两人进行爬楼梯比赛,已知两人的质量之比为6:5现在同时出发从一楼跑到三楼,测得甲、乙两人所用的时间之比为9:10,则甲、乙两人的功率之比是( )
A.3:4 B.2:1 C.4:3 D.2:1
6.(2019?海沧区一模)等高线存在于生活中,比如美丽的梯田,比如弯曲的盘山公路。车子在盘山公路上爬坡时,司机会换抵挡。这样做是为了使车辆向上行驶时可以( )
A.获得更大的功率来爬坡 B.提高机械效率
C.减小所做的功 D.获得更大的牵引力
7.王波同学帮父母搬家,现有30捆书籍。每捆书籍的质量都为5kg。王波想尽快将它们搬上10m高处的新家。如图是王波可以提供的用于搬运物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图象。由图可知,为了尽可能快地将这批书籍搬上新家,他每次应搬 捆。若每次下楼时间是上楼时间的一半,则他最快完成搬运任务并返回原地,所用的总时间为 s(g=10N/kg)。
8.用10牛的拉力水平作用在重力为50牛的物体上,在拉力的作用下物体在2秒内沿水平方向匀速向右移动了3米,拉力对物体做的功是 焦,重力的功率为 瓦,物体受到的阻力大小是 牛顿。
9.(2018春?晋安区期末)风车是利用风力做功的装置。小亮制作了一架小风车,用如图所示的实验装置,粗测风车在一定风速下做功的功率。
(1)该装置是通过测量细线对 做功的功率来测定风车做功的功率。实验时,需要逐渐增加挂在细线下的回形针数量,直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止,此时细线的拉力大小等于 。
(2)需要测量的物理量及其符号是:回形针的总重力G、回形针匀速上升的 和 ,则风车做功的功率P= (用测量的物理量符号表示)。
(3)小亮用这种方法测量的风车做功的功率 (选填“大于”、“等于”或“小于”)风车的实际功率。
10.某型号汽车发动机的额定功率为5.4×104W,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1800N.在额定功率下,当汽车匀速行驶时,求:
(l)发动机所提供的牵引力大小;
(2)行驶速度的大小;
(3)行驶5min牵引力所做的功。
第3节能量转化的量度
第2课时
1、比较做功的快慢有三种方法:
(1) 若做功相同,比较做功的时间,所用时间 越少 ,做功越快,所用时间 越多 ,做功越慢。
(2)若做功时间相同,比较做功的多少,做功 越多 ,做功越快;做功 越少 ,做功越慢。
(3)若做功的多少和所用时间都不相同的情况下,通过计算做功的多少与 做功所用的时间 的比值进行比较。
2.我们把物体在 单位时间 所完成的功,叫作功率。功率的计算公式是 P=W/T 。
3.在国际单位制中,功率的单位是 瓦 。另外,功率还常用 千瓦 和 兆瓦 做单位。
知识点1记住功率的概念和单位,能用功率来表示物体做功的快慢。
4、(2018?绥化)下列有关功和功率的说法中正确的是( )
A.某同学背着书包在水平路面上行走时,他对书包做了功
B.举重运动员举着杠铃静止不动时,运动员对杠铃做了功
C.物体所做的功越多,功率越大
D.物体做功越快,功率越大
【解答】解:A、学生背着书包在水平路面上行走,学生对书包有向上的力,但向上并没有移动距离,所以他对书包没有做功。故A错误;
B、举重运动员举着杠铃在空中静止时,只有力,没有在力的方向上通过的距离,故运动员对杠铃没有功,故B错误;
C、根据P=可知,功大小取决于功与时间的比值,只知道功的多少,不知道时间的多少,无法判断功率大小。故C错误;
D、功率是描述力做功快慢的物理量,故物体做功越快,功率越大。故D正确;
故选:D。
5、(2019春?诸城市期末)如图所示,大人质量比小孩大,大人与小孩爬相同的楼梯所用时间相同,则( )
A.大人比小孩做功多,小孩功率大
B.两人做功相同,小孩功率大
C.大人比小孩做功多,大人功率大
D.两人做功相同,功率相同
【解答】解:
大人与小孩爬相同的楼梯,上升的高度h相同,但大人体重比小孩的大,由W=Gh可知大人做功多;
已知爬相同的楼梯所用时间相同,根据P=可知大人的功率大,故ABD错误,C正确。
故选:C。
知识点2记住功率的公式,并能用其进行相关的功、功率和做功时间的计算。
6、学习了功率的知识后,小科和几位同学准备做“比一比谁的功率大”的活动。以下是他们设计的三套方案,其中可行的是( )
①控制爬楼的时间相同,测量出各自的体重、爬上楼的高度,算出功率进行比较。
②控制爬楼的高度相同,测量出各自的体重、爬楼用的时间,算出功率进行比较。
③测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,算出功率进行比较。
A.只有① B.只有①② C.只有②③ D.①②③
【解答】解:爬楼是克服自身的重力做功,功率P=,若做功时间t一定,测出各自的体重m和爬楼的高度h,体重和爬楼高度、g的乘积越大,功率就越大;
控制爬楼高度一定,测出各自的体重m和爬楼时间t,若的比值越大,功率就越大;
测出各自的体重、爬楼时间和爬楼的高度,根据P=求出功率,比较功率的大小。
所以三种方法都是可以的,故选D。
7、学校运动会上举行“双摇跳绳”比赛,“双摇跳绳”是指每次在双脚跳起后,绳连续绕身体两周的跳绳方法,比赛中,初三某同学1min内摇轻绳240圈,则他在整个跳绳过程中的功率最接近于( )
A.120W B.400W
C.600W D.1000W
【解答】解:中学生的质量约50kg,其重力为G=mg=50kg×10N/kg=500N;
跳跃过程中腾空高度约h=0.12m;
因此一次做功W=Gh=500N×0.12m=60J;
由于“双摇跳绳”是指每次在双脚跳起后,绳连续绕身体两周的跳绳方法,
所以1min内摇轻绳240圈,人起跳=120次;
在1min内一共做功:W总=60J×120=7200J,
则功率P===120W。
故选:A。
8、(2018秋?吴江区期中)妈妈与小明进行爬山比赛,他们选择的起点、路径和终点都相同,全程设为匀速运动,妈妈的体重是小明的2倍,妈妈所用的时间是小明的3倍,若妈妈克服自身重力做功为W1、功率为P1,小明克服自身重力做功为W2、功率为P2,则下列关系正确的是( )
A.W1:W2=2:1;P1:P2=6:1 B.W1:W2=2:3;P1:P2=2:1
C.W1:W2=2:1;P1:P2=3:2 D.W1:W2=2:1;P1:P2=2:3
【解答】解:
由题可知,妈妈与小明爬山的高度相同,妈妈的体重是小明的2倍,即G1:G2=2:1,妈妈所用的时间是小明的3倍,即t1:t2=3:1,
(1)由W=Gh可得,妈妈和小明克服重力做功之比:
===;
(2)由P=可得,妈妈和小明克服重力做功的功率之比:
==×=×=。
故ABC错误,D正确。
故选:D。
9、近几年环保低碳风劲吹。我市部分学校的许多教职工也开始不使用汽车而骑自行车上班。骑车上班还有利于身体健康。体重80千克的王老师每天骑车(车的质量约20千克)上班“减肥”。若他以5米/秒的速度匀速前行,受到的阻力约为人与车总重的0.04倍,则他消耗的功率约为 。
【解答】解:人与车总质量:
m=m人+m车=80kg+20kg=100kg,
人和车的总重力为:
G=mg=100kg×9.8N/kg=980N,
骑车时受到的阻力:
f=0.04G=0.04×980N=39.2N,
因为自行车匀速前进时,根据二力平衡条件可知,
骑车时施加的动力:
F=f=39.2N,
则他消耗的功率:
P===Fv=39.2N×5m/s=196W。
故答案为:196W。
10、如图是我国自行研制的歼﹣10战斗机在国庆阅兵中的展示,起飞时的质量为1.5×104kg,发动机用1.2×105N的推力使飞机在10s内前进5000m,则飞机受到的重力为 N,这段时间内飞机的平均速度为 m/s,推力的功率为 W.g=10N/kg。
【解答】解:(1)飞机受到的重力:
G=mg=1.5×104kg×10N/kg=1.5×105N;
(2)这段时间内飞机的平均速度:
v===500m/s;
(3)推力的功率:
P===Fv=1.2×105N×500m/s=6×107W。
故答案为:1.5×105; 500; 6×107。
11、(2019?广州一模)在自由下落过程中物体运动速度会越来越快。一个物体由A点自由下落,相继经过B、C两点,已知AB=BC,如图所示,物体在AB段重力做功W1,做功功率P1;在BC段重力做功W2,做功功率P2,则下列关系正确的是( )
A.W1<W2 P1<P2 B.W1=W2 P1>P2
C.W1=W2 P1<P2 D.W1>W2 P1>P2
【解答】解:已知AB=BC,根据W=Gh可知,物体在AB段和BC段做的功相等,即W1=W2;
由于小球在自由下落时做加速运动,
根据v=得t=可知,小球在BC段运动的时间短,
根据公式P=可知,物体在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率,即P1<P2。
故选:C。
12、(2018?徐州)一辆汽车在平直公路上沿直线向前行驶,途中经过一段坑洼路面,如果汽车发动机的功率始终保持不变,则汽车行驶路程s随时间t的变化关系可能是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:
汽车在泥泞的路面行驶时,受到的阻力变大了,需要增大其牵引力,所以汽车在整个行驶过程中,汽车的牵引力由小变大再变小,即经过泥泞路面时牵引力变大,经过泥泞路面后牵引力变小;
汽车发动机的功率始终保持不变,经过泥泞路面时牵引力变大,由P===Fv可知,汽车经过泥泞路面时的速度会变小,经过泥泞路面后速度会变大,且在经过泥泞路面前后速度是相同的。
在s﹣t图象中,倾斜的直线表示s与t成正比,即物体做匀速直线运动;且图线越靠近s轴(倾角越大),说明物体速度越大。
A图中,图线是倾斜的直线,说明汽车一直做匀速直线运动,不符合题意;
B图中,图线表示汽车的速度先变大后变小,不符合题意;
C图中,中间部分表示汽车往回行驶,不符合题意;
D图中,图线表示汽车的速度先变小后变大,且经过泥泞路面前后速度是相同的,符合题意。
故选:D。
13、(2019春?蔡甸区期末)如甲图所示,小明用弹簧测力计水平拉木块,使它先后两次沿水平木板滑动相同的距离(设木板各处粗糙程度相同),乙图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象。下列说法正确的是( )
A.木块两次受到的拉力一样大 B.木块第二次比第一次运动的速度大
C.木块第一次受到的摩擦力大 D.木块第二次受到的摩擦力大
【解答】解:
(1)由s﹣t图象可知,在通过的路程相同时,第一次用的时间比第二次用的时间少,根据v=可知,木块第一次比第二次运动的速度大,故B错误;
(2)滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关,与物体的运动速度无关;两次拉动同一木块沿水平木板滑动时,木块对木板的压力和接触面的粗糙程度都没有变化,故两次木块受到的摩擦力相等;因为木块做匀速直线运动,拉力与摩擦力平衡,所以两次的拉力相等。
综上分析可知,选项CD错误,A正确。
故选:A。
14、(2018?杭州)跳绳是大家喜爱的体育运动之一,小金的质量为50千克,每次跳起高度约为6厘米(人整体上升,如图所示),一分钟跳100次,下列说法正确的是( )
A.向上起跳过程中小金的动能持续增大
B.在整个跳绳过程中小金的机械能守恒
C.小金跳一次克服重力做功约 3 焦
D.小金在这一分钟内跳绳的功率约为 50 瓦
【解答】解:A、向上起跳过程中,质量不变,速度减小,小金的动能减小,故A错误;
B、人在跳绳的过程中,由于存在阻力,机械能减小,所以机械能不守恒,故B错误;
C、小金的重力为:G=mg=50kg×10N/kg=500N,
小金跳一次克服重力做功:W=Gh=500N×0.06m=30J,故C错误;
D、小金在这一分钟内跳绳的功率:P===50W,故D正确。
故选:D。
15、(2019春?安阳期末)如图为某型号中型履带式水陆两栖突击车,它采用了轻质铝合金装甲车体,进一步增强了水中浮渡能力,该两栖车装配有输出功率为1.1×106W的发动机,g取10N/kg。求:
(1)在海面训练过程中,发射多枚炮弹后,车体向上浮起了一些,车体底部受到水的压强将 ,在陆地上行驶,履带可以车体对地的压强 (均选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)两栖车的总质量约为20t,在深水中漂浮时,它受到的浮力是多少N?
(3)两栖车在陆地上以36km/h匀速行驶了72km过程中,发动机做了多少功。
【解答】解:(1)车体向上浮起了一些,深度变小,根据p=ρgh可知:车体底部受到水的压强将减小;
坦克安装履带增大受力面积,则在压力一定时,增大受力面积来可以减小对地面的压强;
(2)两栖车的重力G=mg=20×103kg×10N/kg=2×105N,
由于两栖车在深水中漂浮状态,根据漂浮条件可知:所受浮力均等于其重力,即F浮=G=2×105N,
(3)根据v=可得所用时间:
t===2h=7200s,
根据P=可得:
W=Pt=1.1×106W×7200s=7.92×109J。
故答案为:
(1)减小;减小。
(2)两栖车在深水中漂浮时,它受到的浮力是3×105N。
(3)发动机做了7.92×109J的功。
1.(2018?锡山区校级三模)在中国科技馆的展厅里,摆着一个如图所示,叫做“最速降线”的展品:两个并排轨道的起点高度一样,终点高度也一样;一个是倾斜的直轨道,另一个是向下弯曲的弧形轨道。将甲、乙两个完全相同的小球同时分别从直轨道和弧形轨道的起点释放,弧形轨道上的乙球先到达终点。若不计一切摩擦阻力,则关于两小球从起点至终点的运动过程中,下列说法正确的是( )
A.乙球的重力势能先变小后变大
B.甲球所受重力对甲球做的功比乙球所受重力对乙球做的功少
C.乙球所受重力对乙球做功比甲球所受重力对甲球做功快
D.乙球的动能先增大后减小
【解答】解:由题意可知,两球的重力相同,最初的高度相同;
AD、下降过程中乙球的高度不断减小,速度越来越快,则乙球的重力势能一直减小,动能一直增大,故AD错误;
B、两球的重力相同,起点高度一样,终点高度也一样,则两球下落的高度相同,由W=Gh可知,到最低点时两球重力所做的功相同,故B错误;
C、下降过程中,乙先到达终点,则乙的速度大,两球的重力相同,根据P=Fv可知,重力对乙球做功的功率比重力对甲球做功的功率大,即重力对乙球做功更快,故C正确;
故选:C。
2.(2019春?房山区期中)下列关于功率和机械效率说法中正确的是( )
A.做功多的物体,功率一定大 B.做功快的物体,功率一定大
C.有用功越大,机械的效率就越高 D.额外功越大,机械的效率就越低
【解答】解:A、根据P=,t不确定,W大的,功率不一定大,故A错误;
B、做功快的物体,其功率大,故B正确;
C、机械效率是有用功与总功的比值,总功不确定,机械效率不能确定,故C错误;
D、有用功不确定,总功不能确定,总功不确定,机械效率不能确定,故D错误。
故选:B。
3.(2019?张家界模拟)如图1所示两位同学将相同重物从一楼搬到三楼,所用时间不同。由图中提供信息,判断以下说法正确的是( )
A.a图中同学做功多,做功快
B.b图中同学做功多,做功快
C.做功相同,a图中同学做功时间少,做功快
D.做功相同,b图中同学做功时间多,做功快
【解答】解:由图可知两人做的功相同,但做功时间不同,所以做功的快慢不同,做功时间少的同学做功快,即a图同学做功快。
故选:C。
4.(2019春?文登区期末)小明同学两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的s﹣t图象如图所示,下列判断错误的是( )
A.两次物体所受到的摩擦力f1=f2
B.两次物体所受的拉力F1>F2
C.0﹣t1时间内,两次拉力对物体所做的功W1>W2
D.0﹣t1时间内,两次拉力对物体做功的功率P1>P2
【解答】解:
AB、同一物体的重力不变,对水平面的压力不变;在同一水平面上运动,则接触面的粗糙程度相同,故两次拉动物体时,物体受到的摩擦力相等,即f1=f2;
由图象可知,两次物体都做匀速直线运动,说明物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以,两次物体所受的拉力:F1=F2=f;故A正确,B错误;
CD、由图象可知,0﹣t1物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程,又知两次拉力相等,根据W=Fs可知W1>W2;
0﹣t1时间内,即时间相同,且W1>W2;根据P=可知,0﹣t1时间内,两次拉力对物体做功的功率:P1>P2;故CD正确。
故选:B。
5.(2019春?兴化市校级期末)甲、乙两人进行爬楼梯比赛,已知两人的质量之比为6:5现在同时出发从一楼跑到三楼,测得甲、乙两人所用的时间之比为9:10,则甲、乙两人的功率之比是( )
A.3:4 B.2:1 C.4:3 D.2:1
【解答】解:由G=mg得,甲、乙两人的重力之比:
===,
爬楼梯过程中克服自身重力做功,从一楼跑到三楼,上升的高度h相同,
爬楼梯的功率:P==,
则甲、乙两人的功率之比:
====4:3。
故选:C。
6.(2019?海沧区一模)等高线存在于生活中,比如美丽的梯田,比如弯曲的盘山公路。车子在盘山公路上爬坡时,司机会换抵挡。这样做是为了使车辆向上行驶时可以( )
A.获得更大的功率来爬坡 B.提高机械效率
C.减小所做的功 D.获得更大的牵引力
【解答】解:
A、从功率的计算公式P=可知,要想判断功率的大小,应该同时考虑做功的多少和做功的时间,故A错误。
B、从机械效率的公式η=可知,要想判断机械效率的大小,应该同时考虑有用功和总功,故B错误。
C、从功的原理可知,使用任何机械都不省功,故C错误;
D、车子在盘山公路上爬坡时,司机会换抵挡,根据P=Fv知,在汽车功率一定时,速度减小,增加上坡的牵引力,故D正确。
故选:D。
7.王波同学帮父母搬家,现有30捆书籍。每捆书籍的质量都为5kg。王波想尽快将它们搬上10m高处的新家。如图是王波可以提供的用于搬运物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图象。由图可知,为了尽可能快地将这批书籍搬上新家,他每次应搬 捆。若每次下楼时间是上楼时间的一半,则他最快完成搬运任务并返回原地,所用的总时间为 s(g=10N/kg)。
【解答】解:(1)由坐标图可知:当搬运质量为15kg物体时,人用于搬运物体的功率(输出)最大,其值为50W;
30捆书籍包,总质量为150kg,每捆书籍的质量是5kg,由于搬运书籍所需要做的总功是一定的,
为了尽可能快地将这批书籍搬上新家,要求人始终在最大功率(输出)状态下工作,
因此每次应搬运质量15kg的书籍,即他每次应搬3捆。
(2)每次搬运的书籍的重力:G=mg=15kg×10N/kg=150N;
重力做的功:W=Gh=150N×10m=1500J;
由P=得,每次上楼所用的时间:t===30s,
每次下楼所用的时间:t′=t=×30s=15s,
则一个来回需要的时间:t1=t+t′=30s+15s=45s,
总共有30捆书籍,1次搬3捆,所以,要完成搬运任务需要10个来回,
则他最快完成搬运任务并返回原地所用的总时间:
t总=10t1=10×45s=450s。
故答案为:3;450。
8.用10牛的拉力水平作用在重力为50牛的物体上,在拉力的作用下物体在2秒内沿水平方向匀速向右移动了3米,拉力对物体做的功是 焦,重力的功率为 瓦,物体受到的阻力大小是 牛顿。
【解答】解:
(1)拉力做功:W=Fs=10N×3m=30J;
(2)物体在重力方向上没有移动距离,所以重力做功为0J,重力的功率为0W;
(3)因为物体沿水平方向匀速向右移动,所以物体受到的阻力与拉力是一对平衡力,则阻力与拉力大小相等,f=F=10N。
故答案为:30;0;10。
9.(2018春?晋安区期末)风车是利用风力做功的装置。小亮制作了一架小风车,用如图所示的实验装置,粗测风车在一定风速下做功的功率。
(1)该装置是通过测量细线对 做功的功率来测定风车做功的功率。实验时,需要逐渐增加挂在细线下的回形针数量,直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止,此时细线的拉力大小等于 。
(2)需要测量的物理量及其符号是:回形针的总重力G、回形针匀速上升的 和 ,则风车做功的功率P= (用测量的物理量符号表示)。
(3)小亮用这种方法测量的风车做功的功率 (选填“大于”、“等于”或“小于”)风车的实际功率。
【解答】解:(1)在本实验中,小明是通过测量细线对回形针做功的功率来测定风车做功功率的;因细线恰好缓慢匀速提升回形针,故此时细线对回形针的拉力和回形针的重力为一对平衡力,细线的拉力大小等于回形针的重力;
(2)细线对回形针做的功W=Gh,代入功率公式得,P==,所以需要测量的物理量有:回形针的重力G、匀速上升的高度h、时间t;风车做功的功率P═;
(3)在实验中,由于摩擦力和绳子自重的存在存在,风车做功的大于绳子对回形针的做的功,故因此测量的功率要小于风车的实际功率。
故答案为:(1)回形针;回形针的重力
(2)高度h;时间t; P=;(3)小于。
10.某型号汽车发动机的额定功率为5.4×104W,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1800N.在额定功率下,当汽车匀速行驶时,求:
(l)发动机所提供的牵引力大小;
(2)行驶速度的大小;
(3)行驶5min牵引力所做的功。
【解答】解:(1)因为汽车匀速行驶,受平衡力作用;由二力平衡知识得,F=f=1800N;
(2)由P=Fv得行驶速度的大小;
v===30m/s;
(3)t=10min=600s,
匀速行驶10min牵引力所做的功:W=Pt=6×104W×600s=3.6×107J。
答:(1)发动机所提供的牵引力为1800N;
(2)行驶速度为30m/s;
(3)行驶10min牵引力所做的功是3.6×107J